JP4294662B2 - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、輸送機関に駆動源として搭載された内燃機関、特にディーゼルエンジンから排出された排ガス中のパティキュレートをフィルタで捕集することによって、排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置に関する。

一般に、この種の排ガス浄化装置を用いたディーゼルエンジン（以下「エンジン」という）では、フィルタへのパティキュレートの堆積量が多くなると、排圧の上昇によってエンジンの出力の低下や燃費の低下を招く。このような不具合を回避するために、フィルタを再生するための再生動作が実行される。この再生動作は、エンジンの燃焼に必要な燃料に加えて、燃焼行程の後に、燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射を実行することにより行われる。これにより、未燃燃料を排ガス中に含ませ、この未燃燃料を排気管内のフィルタよりも上流側で燃焼させることにより、フィルタの温度を上昇させ、フィルタに堆積したパティキュレートを燃焼させることによって、フィルタが再生される。

フィルタの再生動作中には、ポスト噴射された燃料の一部が、燃焼室から排出されずに、その壁面などに付着し、エンジンの潤滑油に混入する結果、オイルダイリューションが生じる。オイルダイリューションが過度になると、潤滑機能が十分に発揮されないため、エンジンの正常な運転を確保できなくなる。このため、オイルダイリューションを抑制するための内燃機関の制御装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。

この内燃機関はガソリンエンジンであり、この制御装置では、内燃機関の始動時に、希釈カウンタのカウンタ値に応じて、燃料の噴射時期を設定する。このカウンタ値の算出は、以下のようにして行われる。まず、内燃機関の始動時における冷却水温を記憶するとともに、内燃機関の運転中に吸入空気量の積算値を算出する。そして、内燃機関の停止時、これらの冷却水温および吸入空気量の積算値がそれぞれの所定値以下のときに、カウンタ値をインクリメントする。以上の処理を、内燃機関の運転ごとに行う。そして、カウンタ値が所定値以上になったときに、過度のオイルダイリューションが発生しているおそれがあるとして、それを抑制するために、内燃機関の始動時に、燃料の噴射時期をより進角側に設定する。

しかし、従来の制御装置を、前述したようなフィルタを有するディーゼルエンジンに適用した場合、オイルダイリューションを抑制するためにポスト噴射の時期を進角側に設定すると、供給された燃料が燃焼室で燃焼しやすくなり、フィルタの再生に必要な未燃燃料を排気系に供給できず、フィルタの再生を十分に行えなくなる。同じ理由から、出力トルクが増大する。また、ポスト噴射の時期を、フィルタの再生の可能な程度に設定した場合には、燃料の一部が燃焼室に残留する結果、オイルダイリューションを確実に抑制できない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、フィルタを再生するためのポスト噴射によるオイルダイリューションを確実に抑制できるとともに、ポスト噴射を最大限に行うことができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することを目的とする。

特開２００３−３２２０４４号公報

この目的を達成するため、請求項１に係る発明は、輸送機関（実施形態における（以下、本項において同じ）車両Ｖ）に駆動源として搭載された内燃機関３から排気系（排気管５）に排出された排ガス中のパティキュレートを捕集することによって、排ガスを浄化する内燃機関３の排ガス浄化装置１であって、排気系に設けられ、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ８と、内燃機関３の燃焼行程の後に、内燃機関３の燃焼室３ｃに燃料を付加的に噴射するポスト噴射を実行することによって、フィルタ８を再生するための再生動作を実行する再生動作実行手段（インジェクタ６、ＥＣＵ２、図２のステップ８）と、輸送機関の運行距離（ＴＤＣ間距離ΔＤＩＳＴ）を検出する運行距離検出手段（車速センサ１４、ＥＣＵ２）と、検出された運行距離の増加に応じて、ポスト噴射により噴射される燃料の許容量を表すポスト噴射許容量ＱＲＥＦを、増加するように算出するポスト噴射許容量算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２２）と、ポスト噴射の実行中、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦから、ポスト噴射によって噴射された燃料量（ポスト噴射量ＱＰＯＳＴ）を減算するポスト噴射許容量減算手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２９）と、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが所定の第１しきい値ＱＬＭＴ１以下のときに、ポスト噴射を禁止するポスト噴射禁止手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３０，３１）と、再生動作によるフィルタ８の再生が完了したか否かを判定する再生完了判定手段（ＥＣＵ２、図２のステップ３）と、フィルタ８の再生が完了したと判定されたときに、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦをリセットするポスト噴射許容量リセット手段（ＥＣＵ２、図２のステップ１５）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の排ガス浄化装置によれば、輸送機関に搭載された内燃機関から排出された排ガス中のパティキュレートが、排気系に設けられたフィルタに捕集される。再生動作実行手段は、内燃機関の燃焼行程の後に、ポスト噴射を実行することによって、フィルタの再生動作を実行する。これにより、排気系に供給された未燃燃料がフィルタまたはこれよりも上流側で燃焼し、フィルタの温度が高められ、フィルタに堆積したパティキュレートが燃焼することによって、フィルタが再生される。ポスト噴射許容量算出手段は、検出された輸送機関の運行距離の増加に応じて、ポスト噴射許容量を増加するように算出し、ポスト噴射許容量減算手段は、ポスト噴射の実行中、ポスト噴射許容量から、ポスト噴射によって噴射された燃料量を減算する。また、ポスト噴射許容量が所定の第１しきい値以下のときに、ポスト噴射禁止手段によって、ポスト噴射が禁止される。さらに、フィルタの再生が完了したと判定されたときに、ポスト噴射許容量がリセットされる。

ポスト噴射が実行されると、燃料の一部が潤滑油に混入することによって、オイルダイリューションの度合いが高くなる。一方、内燃機関が運転されると、ポスト噴射によって潤滑油に混入した燃料は徐々に蒸発する。この蒸発量は、輸送機関の運行距離が長くなるほど、多くなり、それに伴い、オイルダイリューションの度合いは低くなる。本発明によれば、ポスト噴射許容量を、運行距離の増加に応じて増加するように算出するので、そのように算出されたポスト噴射許容量は、その値が大きいほど、オイルダイリューションの度合いが低いことを表す。すなわち、このポスト噴射許容量は、過度のオイルダイリューションを生じさせることなく、ポスト噴射によって噴射することが可能な燃料の余裕量を表す。

したがって、ポスト噴射許容量をパラメータとし、このポスト噴射許容量から、ポスト噴射によって噴射された燃料量を減算した値が第１しきい値以下になったときに、ポスト噴射を禁止することによって、過度のオイルダイリューションを生じることなく、オイルダイリューションを確実に抑制することができる。また、ポスト噴射許容量が第１しきい値を上回っている限り、ポスト噴射を許容することによって、ポスト噴射を最大限に実行することができる。さらに、フィルタの再生の完了時に、ポスト噴射許容量をリセットすることによって、以降のポスト噴射許容量の算出、およびその値に応じたポスト噴射の禁止を、適切に行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の排ガス浄化装置１において、ポスト噴射の禁止中、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが第１しきい値ＱＬＭＴ１よりも大きな所定の第２しきい値ＱＬＭＴ２以上になったときに、ポスト噴射の禁止を解除するポスト噴射禁止解除手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３２，３３）をさらに備えることを特徴とする。

ポスト噴射が禁止された状態で内燃機関が運転されると、輸送機関の運行距離に応じて燃料の蒸発が進行することによって、オイルダイリューションが軽減されるとともに、ポスト噴射許容量は増加するように算出される。したがって、ポスト噴射の禁止後、ポスト噴射許容量が第２しきい値以上になったときに、ポスト噴射の禁止を解除することによって、オイルダイリューションが確実に軽減された適切なタイミングで、ポスト噴射を再開することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本実施形態による排ガス浄化装置１、およびこれを適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３の概略構成を示している。エンジン３は、車両Ｖ（輸送機関）に駆動源として搭載された、例えば４気筒タイプのディーゼルエンジンである。

エンジン３のピストン３ａとシリンダヘッド３ｂの間には、燃焼室３ｃが形成されている。シリンダヘッド３ｂには、吸気管４および排気管５（排気系）がそれぞれ接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６が、燃焼室３ｃに臨むように取り付けられている。

インジェクタ６（再生動作実行手段）は、燃焼室３ｃの天壁中央部に配置されており、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク（いずれも図示せず）に順に接続されている。燃料タンクの燃料は、高圧ポンプによって、高圧に昇圧された後、コモンレールを介してインジェクタ６に送られ、インジェクタ６から燃焼室３ｃに噴射される。また、インジェクタ６の燃料噴射量ＱＩＮＪおよび噴射時期は、後述するＥＣＵ２によって制御される。

また、エンジン３のクランクシャフト３ｄには、マグネットロータ１１ａが取り付けられており、このマグネットロータ１１ａとＭＲＥピックアップ１１ｂによって、クランク角センサ１１が構成されている。クランク角センサ１１は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、各シリンダのピストン３ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。

排気管５には、上流側から順に、触媒コンバータ７およびフィルタ８が設けられている。触媒コンバータ７は、酸化触媒とＮＯｘ触媒（いずれも図示せず）で構成されている。酸化触媒は、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化することによって、ＮＯｘ触媒は、排ガス中のＮＯｘを吸着するとともに、吸着したＮＯｘを還元することによって、排ガスを浄化する。

フィルタ８は、多孔質セラミックなどで構成されたハニカムコア（図示せず）を有しており、排ガス中の煤などのパティキュレート（以下「ＰＭ」という）を捕集することによって、大気中に排出されるＰＭの量を低減する。また、フィルタ８のハニカムコアには、触媒コンバータ７の酸化触媒と同様の酸化触媒（図示せず）が担持されている。このように、フィルタ８が酸化触媒を担持していることにより、酸化触媒の酸化反応によってフィルタ８の温度が高められ、それにより、ＰＭが燃焼される。

さらに、排気管５のフィルタ８のすぐ上流側には、排ガス温度センサ１２が設けられている。排ガス温度センサ１２は、フィルタ８のすぐ上流側の排ガスの温度（以下「フィルタ前ガス温度」という）ＴＤＰＦＧを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ１３から、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、車速センサ１４（運行距離検出手段）から、車両Ｖの速度（以下「車速」という）ＶＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。また、ＥＣＵ２には、ＤＰＦランプ２１が接続されている。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ１１〜１４からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。

ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、フィルタ８を再生するための再生動作を制御する再生制御処理を実行する。このフィルタ８の再生動作は、エンジン３の膨張行程中および／または排気行程中に、燃焼室３ｃに燃料を付加的に噴射するポスト噴射によって行われる。このポスト噴射によって噴射される燃料量（以下「ポスト噴射量」という）ＱＰＯＳＴは、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧに基づいて、フィルタ８内の温度が目標温度（例えば６００℃）になるように制御される。これにより、フィルタ８を高温状態に制御し、フィルタ８に堆積したＰＭを燃焼させることによって、フィルタ８が再生される。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、再生動作実行手段、運行距離検出手段、ポスト噴射許容量算出手段、ポスト噴射許容量減算手段、ポスト噴射禁止手段、ポスト噴射禁止解除手段、再生完了判定手段およびポスト噴射許容量リセット手段に相当する。

図２は、フィルタ８の再生制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、フィルタ８に堆積したＰＭの堆積量（以下「ＰＭ堆積量」という）ＧＰＭを算出する。具体的には、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、エンジン３から排出されたＰＭの排出量を算出する。この燃料噴射量ＱＩＮＪは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって算出される。次いで、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧに基づき、テーブル（図示せず）を検索することによって、フィルタ８で燃焼されたＰＭの燃焼量を算出する。そして、求めたＰＭ排出量からＰＭ燃焼量を減算することによって、１ＴＤＣ当たりのＰＭ堆積量を算出し、この１ＴＤＣ当たりのＰＭ堆積量をＰＭ堆積量ＧＰＭの前回値に加算することによって、今回のＰＭ堆積量ＧＰＭを算出する。

フィルタ８の再生動作の実行中には、ＰＭ燃焼量が大きく増大し、ＰＭ排出量を上回るため、ＰＭ堆積量ＧＰＭは、徐々に減少する。なお、ＰＭ堆積量ＧＰＭは、値０よりも小さくならないよう、リミット処理がなされる。

次に、再生完了フラグＦ＿ＲＥＯＫが「１」であるか否かを判別する（ステップ２）。この判別結果がＮＯのときには、ＰＭ堆積量ＧＰＭが値０であるか否かを判別する（ステップ３）。この判別結果がＮＯのときには、再生実行フラグＦ＿ＲＥＥＸが「１」であるか否かを判別する（ステップ４）。この判別結果がＮＯのときには、ＰＭ堆積量ＧＰＭが所定の第１しきい値ＧＰＭＬＭＴ１以上であるか否かを判別する（ステップ５）。

この判別結果がＮＯで、ＧＰＭ＜ＧＰＭＬＭＴ１のときには、ＰＭ堆積量ＧＰＭが比較的少ないため、フィルタ８の再生動作を行わないとして、再生実行フラグＦ＿ＲＥＥＸを「０」にセットする（ステップ１７）。次に、ＰＭ堆積量ＧＰＭが第１しきい値ＧＰＭＬＭＴ１よりも大きな所定の第２しきい値ＧＰＭＬＭＴ２以上であるか否かを判別する（ステップ１０）。前記ステップ５の判別結果がＮＯであれば、このステップ１０の判別結果もＮＯになるため、その場合には、本処理を終了する。

一方、前記ステップ５の判別結果がＹＥＳで、ＧＰＭ≧ＧＰＭＬＭＴ１のときには、ＰＭ堆積量ＧＰＭが比較的多いとして、エンジン３が所定の運転状態であるか否かを判別する（ステップ６）。この所定の運転状態は、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量ＱＩＮＪが、図４に示すハッチング領域（例えば低負荷運転領域）にある状態に相当する。図４に示す所定回転数ＮＥ１およびＮＥ２は、例えば、それぞれ１０００ｒｐｍおよび４０００ｒｐｍであり、ＱＩＮＪ１は、例えば全負荷運転時の燃料噴射量の７０％程度の値に設定される。

この判別結果がＮＯのときには、エンジン３が再生動作を行うのに適した所定の運転状態でないとして、前記ステップ１７を実行した後、前記ステップ１０に進む。この場合には、ＰＭ堆積量ＧＰＭが第２しきい値ＧＰＭＬＭＴ２以上になることで前記ステップ１０の判別結果がＹＥＳになることがあり、そのときには、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰが「１」であるか否かを判別する（ステップ１１）。この再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰは、後述する図３の処理において、フィルタ８の再生動作中に、再生動作を禁止すべきと判定されたときに「１」にセットされるものである。

この判別結果がＮＯのときには、ＤＰＦランプ２１を点滅させた（ステップ１２）後、本処理を終了する。このＤＰＦランプ２１の点滅は、運転者にＰＭ堆積量ＧＰＭが非常に多くなっていることを知らせるとともに、例えば、フィルタ８の再生動作を行うことができるように、郊外での車両Ｖの走行を促すことを意図したものである。

一方、ステップ１１の判別結果がＹＥＳで、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰ＝１のときには、ＤＰＦランプ２１を点滅させることなく、そのまま本処理を終了する。これは、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰが「１」のときには、ＰＭ堆積量ＧＰＭに関係なく、フィルタ８の再生動作が禁止されるので、運転者が再生のための無駄な対応をとることがないよう、ＤＰＦランプ２１を点滅させないようにしたものである。

一方、前記ステップ６の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちＰＭ堆積量ＧＰＭが比較的多く、エンジン３が再生動作を行うのに適した所定の運転状態であるときには、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰが「１」であるか否かを判別する（ステップ７）。

この判別結果がＮＯのときには、フィルタ８の再生動作を実行すべく、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴを設定する（ステップ８）とともに、再生実行フラグＦ＿ＲＥＥＸ を「１」にセットする（ステップ９）。これにより、フィルタ８の再生動作が行われることによって、フィルタ８が再生される。次に、前記ステップ１０以降に進む。また、ステップ９が実行されることによって、前記ステップ４の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、ステップ５をスキップし、ステップ６を実行する。

一方、前記ステップ７の判別結果がＹＥＳで、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰが「１」になったときには、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴを値０にセットする（ステップ１３）ことによって、ポスト噴射を禁止した後、前記ステップ１０以降に進む。

また、前記ステップ３の判別結果がＹＥＳで、ＰＭ堆積量ＧＰＭが値０になったときには、フィルタ８の再生動作を終了すべきとして、再生実行フラグＦ＿ＲＥＥＸを「０」にセットする（ステップ１４）。また、後述するポスト噴射許容量ＱＲＥＦを「０」にリセットする（ステップ１５）とともに、フィルタ８の再生が完了したことを表すために、再生完了フラグＦ＿ＲＥＯＫを「１」にセットした（ステップ１６）後、前記ステップ１０以降に進む。

以上のように、フィルタ８の再生動作は、ＰＭ堆積量ＧＰＭが第１しきい値ＧＰＭＬＭＴ１以上になり、かつエンジン３が所定の運転状態のときに開始されるとともに、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰが「１」にセットされたとき、またはＰＭ堆積量ＧＰＭが値０になり、フィルタ８の再生が完了したときに、終了する。

図３は、図２の処理で用いられる再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰの設定処理を示すフローチャートである。本処理も図２の処理と同様、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。まず、ステップ２１では、１ＴＤＣ当たりの車両Ｖの走行距離（以下「ＴＤＣ間距離」という）ΔＤＩＳＴを算出する。このＴＤＣ間距離ΔＤＩＳＴは、車速ＶＰなどに基づいて算出される。

次に、算出したＴＤＣ間距離ΔＤＩＳＴに所定の係数Ｋ１を乗算し、さらにポスト噴射許容量ＱＲＥＦの前回値に加算する（＝ＱＲＥＦ＋Ｋ１・ΔＤＩＳＴ）ことによって、今回のポスト噴射許容量ＱＲＥＦを算出する（ステップ２２）。前述したように、エンジン３の運転中には、ポスト噴射によって潤滑油に混入した燃料は徐々に蒸発し、この蒸発量は、車両Ｖの走行距離が長くなるほど、多くなり、オイルダイリューションの度合いは低くなる。ＴＤＣ間距離ΔＤＩＳＴに係数Ｋ１を乗算した値Ｋ１・ΔＤＩＳＴは、１ＴＤＣ当たりの燃料の蒸発量に相当するものである。また、その値を積算することによって算出したポスト噴射許容量ＱＲＥＦは、過度のオイルダイリューションを生じさせることなく、ポスト噴射によって噴射することが可能な余裕量を表す。

次いで、再生完了フラグＦ＿ＲＥＯＫが「１」であるか否かを判別する（ステップ２３）。フィルタ８の再生が完了した直後には、再生完了フラグＦ＿ＲＥＯＫは「１」にセットされているため、ステップ２３の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが所定の第３しきい値ＱＬＭＴ３以上であるか否かを判別する（ステップ２４）。フィルタ８の再生が完了した直後には、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが値０にリセットされているため、このステップ２４の判別結果がＮＯになり、その場合には、ステップ２６以降に進む。

一方、フィルタ８の再生が完了した後、車両Ｖの走行が進むのに伴い、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが増大するのに応じて、第３しきい値ＱＬＭＴ３以上になったときには、ステップ２４の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、再生完了フラグＦ＿ＲＥＯＫを「０」にセットし（ステップ２５）、本処理を終了する。前述したように、再生完了フラグＦ＿ＲＥＯＫが「０」にセットされると、前記ステップ２の判別結果がＮＯになることにより、次回のフィルタ８の再生動作が許可される。以上により、フィルタ８の再生が完了後、すぐにフィルタ８の再生動作が行われるのを防止でき、前回の再生動作により混入した燃料を、車両Ｖの走行に伴って蒸発させ、オイルダイリューションを確実に軽減させることができる。

また、このステップ２５の実行により、前記ステップ２３の判別結果がＮＯになるので、その場合には、ステップ２６以降に進み、再生実行フラグＦ＿ＲＥＥＸが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰを「０」にセットし（ステップ２７）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ２６の判別結果がＹＥＳで、フィルタ８の再生動作が許可されているときには、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰが「１」であるか否かを判別する（ステップ２８）。この判別結果がＮＯで、再生動作の実行中のときには、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦからポスト噴射量ＱＰＯＳＴを減算する（＝ＱＲＥＦ−ＱＰＯＳＴ）ことによって、今回のポスト噴射許容量ＱＲＥＦを算出する（ステップ２９）。次に、算出したポスト噴射許容量ＱＲＥＦが所定の第１しきい値ＱＬＭＴ１（例えば値０）以下であるか否かを判別する（ステップ３０）。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。一方、ステップ３０の判別結果がＹＥＳで、ＱＲＥＦ≦ＱＬＭＴ１のときには、ポスト噴射による噴射がポスト噴射許容量ＱＲＥＦまで行われたことにより、過度のオイルダイリューションが生じるおそれがあるため、再生動作を禁止すべきとして、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰを「１」にセットし（ステップ３１）、本処理を終了する。また、このステップ３１が実行されたときには、前記ステップ７の判別結果がＹＥＳになることによって、ポスト噴射が禁止され、フィルタ８の再生動作が禁止される。

また、このステップ３１の実行により、前記ステップ２８の判別結果がＹＥＳになるので、その場合には、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが第１しきい値ＱＬＭＴ１よりも大きな所定の第２しきい値ＱＬＭＴ２以上であるか否かを判別する（ステップ３２）。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。

一方、このステップ３２の判別結果がＹＥＳのときには、再生動作の禁止後の車両Ｖの走行に伴い、燃料が蒸発することによって、オイルダイリューションが十分に軽減されたとして、再生禁止フラグＦ＿ＲＥＳＴＰを「０」にセットし（ステップ３３）、本処理を終了する。これにより、ポスト噴射の禁止が解除される。

図５は、図２および図３の処理によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。フィルタ８の再生が完了した直後には、ＰＭ堆積量ＧＰＭおよびポスト噴射許容量ＱＲＥＦはともに値０である（タイミングｔ０）。車両Ｖの走行距離が増加すると、ＰＭ堆積量ＧＰＭも徐々に増加するとともに、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦも徐々に増加する。そして、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが第３しきい値ＱＬＭＴ３を上回ったときに（ｔ１）、ステップ２４の判別結果がＹＥＳになることによって、再生完了フラグＦ＿ＲＥＯＫが「０」にセットされる。また、ＰＭ堆積量ＧＰＭの増加に伴い、ＰＭ堆積量ＧＰＭが第１しきい値ＧＰＭＬＭＴ１を上回ったときに（ｔ２）、ポスト噴射によるフィルタ８の再生動作が実行される。このポスト噴射の実行によって、フィルタ８に堆積したＰＭが燃焼することによって、ＰＭ堆積量ＧＰＭが徐々に減少する。

再生動作の実行中には、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦは、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴが減算されることによって、徐々に減少する。そして、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが第１しきい値ＱＬＭＴ１以下になったときに（ｔ３）、ステップ３０の判別結果がＹＥＳになり、ポスト噴射が禁止されることによって、フィルタ８の再生動作が中断される。

ポスト噴射の禁止後、車両Ｖの走行に伴って、ＰＭ堆積量ＧＰＭおよびポスト噴射許容量ＱＲＥＦは再び、徐々に増加し、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが第２しきい値ＱＬＭＴ２を上回ったときに（ｔ４）、ステップ３２の判別結果がＹＥＳになり、ポスト噴射の禁止が解除されることによって、再生動作が再開される。以後、同様の動作が繰り返される。そして、ＰＭ堆積量ＧＰＭが値０になったときに（ｔ５）、ステップ３の判別結果がＹＥＳになり、フィルタ８の再生が完了したとして、その再生動作が終了される。この場合には、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦは値０にリセットされる。

以上のように、本実施形態によれば、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦを、ＴＤＣ間距離ΔＤＩＳＴに係数Ｋ１を乗算した値を積算することによって算出するとともに、ポスト噴射の実行中には、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴを減算することによって算出する。したがって、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが第１しきい値ＱＬＭＴ１以下のときに、ポスト噴射を禁止することによって、過度のオイルダイリューションを生じることなく、オイルダイリューションを確実に抑制できるとともに、ポスト噴射を最大限に実行することができる。

また、ポスト噴射の禁止後、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦが第２しきい値ＱＬＭＴ２以上になったときに、ポスト噴射の禁止を解除するので、オイルダイリューションが確実に軽減された適切なタイミングで、ポスト噴射を再開することができる。

さらに、ＰＭ堆積量ＧＰＭが値０になり、フィルタ８の再生が完了した時点で、ポスト噴射許容量ＱＲＥＦを安全側の最小値０にリセットするので、オイルダイリューションを確実に抑制しながら、以降のポスト噴射許容量ＱＲＥＦの算出、およびその値に応じたポスト噴射の禁止およびその解除を、適切に行うことができる。

また、単一のポスト噴射許容量ＱＲＥＦをパラメータとして、ポスト噴射の禁止およびその解除を判定するので、その判定を容易に行うことができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、ポスト噴射を禁止するか否かを判定するための第１しきい値ＱＬＭＴ１を、値０に設定しているが、値０よりも大きな値に設定してもよい。それにより、ポスト噴射をより早いタイミングで行うことができる。また、走行距離に応じたオイルダイリューションの軽減の度合いを、ＴＤＣ間距離ΔＤＩＳＴと係数Ｋ１の積を積算することによって算出しているが、これに限らず、他の適当な手法によって算出してもよい。さらに、実施形態は、エンジンを車両に搭載した例であるが、エンジンを車両以外の輸送機関、例えば飛行機などに搭載した場合にも、本発明を適用することが可能である。

また、実施形態は、本発明をディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外の各種エンジン、例えば、ガソリンエンジンやクランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本発明の排ガス浄化装置、およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。 フィルタの再生制御処理を示すフローチャートである。 図２の処理で用いられる再生禁止フラグの設定処理を示すフローチャートである。 再生動作の実行を許可する所定運転状態を示す図である。 図２および図３の処理によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 排ガス浄化装置
２ ＥＣＵ（再生動作実行手段、運行距離検出手段、ポスト噴射許容量算出手段、
ポスト噴射許容量減算手段、ポスト噴射禁止手段、ポスト噴射禁止解除手段、
再生完了判定手段およびポスト噴射許容量リセット手段）
３ 内燃機関
３ｃ 燃焼室
５ 排気管（排気系）
６ インジェクタ（再生動作実行手段）
８ フィルタ
１４ 車速センサ（運行距離検出手段）
ＰＭ パティキュレート
ＱＲＥＦ ポスト噴射許容量
ＱＰＯＳＴ ポスト噴射量（ポスト噴射によって噴射された燃料量）
ＱＬＭＴ１ 第１しきい値
ＱＬＭＴ２ 第２しきい値
ΔＤＩＳＴ ＴＤＣ間距離（運行距離）
Ｖ 車両（輸送機関）

Claims (2)

1. 輸送機関に駆動源として搭載された内燃機関から排気系に排出された排ガス中のパティキュレートを捕集することによって、排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置であって、
   前記排気系に設けられ、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタと、
   前記内燃機関の燃焼行程の後に、前記内燃機関の燃焼室に燃料を付加的に噴射するポスト噴射を実行することによって、前記フィルタを再生するための再生動作を実行する再生動作実行手段と、
   前記輸送機関の運行距離を検出する運行距離検出手段と、
   当該検出された運行距離の増加に応じて、前記ポスト噴射により噴射される燃料の許容量を表すポスト噴射許容量を、増加するように算出するポスト噴射許容量算出手段と、
   前記ポスト噴射の実行中、前記ポスト噴射許容量から、前記ポスト噴射によって噴射された燃料量を減算するポスト噴射許容量減算手段と、
   前記ポスト噴射許容量が所定の第１しきい値以下のときに、前記ポスト噴射を禁止するポスト噴射禁止手段と、
   前記再生動作による前記フィルタの再生が完了したか否かを判定する再生完了判定手段と、
   前記フィルタの再生が完了したと判定されたときに、前記ポスト噴射許容量をリセットするポスト噴射許容量リセット手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
2. 前記ポスト噴射の禁止中、前記ポスト噴射許容量が前記第１しきい値よりも大きな所定の第２しきい値以上になったときに、前記ポスト噴射の禁止を解除するポスト噴射禁止解除手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。

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